煉廠酸性氣火炬放空的分析與建議

煉廠酸性氣火炬放空的分析與建議

scree3是一種單源高飛機模型。在特殊條件下，可以計算點源、火炬源、面源和身體源的最大地上濃度，以及特定條件下的最大地上濃度，如洗樹和海岸噪音。估算模式中嵌入了多種預(yù)設(shè)的氣象組合條件,包括一些最不利的氣象條件,在某個地區(qū)有可能發(fā)生,也有可能沒有此種不利氣象條件。所以經(jīng)估算模式計算出的是某一污染源對環(huán)境空氣質(zhì)量的最大影響程度和影響范圍的保守的計算結(jié)果。SCREEN3是《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》(HJ2.2-2008)推薦的推薦模式。1背景介紹本項目為位于西南沿海某石化公司1萬t·a2高斯飛針法的形成2.1水平面為風速方向,y軸為正向,z軸為水平面高斯模型的坐標系如圖1所示,原點為排放點(若為高架源,原點為排放在地面的投影),x軸正向為風速方向,y軸在水平面上垂直于x軸,正向在x軸的左側(cè),z軸垂直于水平面xoy,向上為正向。在此坐標系下煙流中心線或煙流中心線在xoy面的投影與x軸重合。2.2云團內(nèi)部溫度、溫度分布(1)污染物的濃度在y、z軸上的分布是高斯分布(正態(tài)分布)的;(2)污染源的源強是連續(xù)且均勻的,初始時刻云團內(nèi)部的濃度、溫度呈均勻分布;(3)擴散過程中不考慮云團內(nèi)部溫度的變化,忽略熱傳遞、熱對流與熱輻射;(4)泄漏氣體是理想氣體,遵守理想氣體狀態(tài)方程;(5)在水平方向,大氣擴散系數(shù)呈各向同性;(7)地面對泄漏氣體起全反射作用,不發(fā)生吸收或吸附作用;(8)整個過程中,泄漏氣體不發(fā)生沉降、分解、不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)等。2.3高架連續(xù)點擴散的高斯煙羽模型由正態(tài)分布假設(shè)可以導(dǎo)出下風向任意一點X(x,y,z)處泄漏氣體濃度的函數(shù):源強的積分函數(shù)為:帶入得出無界空間連續(xù)點源擴散的高斯模型公式:式中:e考慮地面對氣體的反射作用,實際濃度因為泄漏源氣體濃度與地面反射氣體濃度之和,考慮這個因素,得到高架連續(xù)點擴散的高斯煙羽模型公式為:式中:X(x,y,z)為下風向x米、橫向y米、地面上方z米處的擴散氣體濃度,單位為kg·m式(4)中,令z=0,可得到地面氣體濃度計算公式:本文目的在于估算全氣象組合條件下各污染物小時平均最大地面濃度及出現(xiàn)距離。最大地面濃度的預(yù)測結(jié)果反映泄漏源對周圍環(huán)境及關(guān)心點的影響程度。3影響酸性氣體排放的火災(zāi)耗氣場分析對該煉油廠1萬t·a3.1單源、短期估算本次分析估算模式選擇美國環(huán)保局推薦的SCREEN3模型進行估算。SCREEN3模型可以完成單源、短期估算,包括估算最大落地濃度和最大距離,估算最大落地濃度考慮建筑物的下洗,海岸熏煙模式,考慮煙羽抬升,考慮簡單地形,估算復(fù)雜地形下24h平均濃度,計算任一點最大濃度,估算任何氣象條件下(所有穩(wěn)定度和風速)的最大影響等。3.2計算參數(shù)選擇3.2.1高空數(shù)據(jù)的模擬地面氣象資料使用國家基本站欽州市氣象站2008年全年8784h的逐時氣象場(溫度場,風場),主要包括風速、風向、總云量、低云量和干球溫度等。距離裝置所在地最近的高空站點南寧約115km,因此本次模擬過程的高空數(shù)據(jù)采用中尺度數(shù)值模式MM5模擬生成,水平分辨率為15km×15km,模擬中心坐標為(108.62°E,21.95°N),距離項目約20km,符合導(dǎo)則要求。該模式采用的原始數(shù)據(jù)有地形高度、土地利用、陸地-水體標志、植被組成等數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)源主要為美國的USGS數(shù)據(jù)。原始氣象數(shù)據(jù)采用美國國家大氣研究中心(NCAR)發(fā)布的全球再分析氣象資料(NCEP),通過3層嵌套網(wǎng)格MM5中尺度氣象場模式模擬得到本地區(qū)的風溫廓線。3.2.2dem數(shù)據(jù)提取地理地形參數(shù)包括計算區(qū)的海拔高度,土地利用類型,海拔高度及土地利用類型由計算區(qū)域的衛(wèi)星遙感影像圖及數(shù)字高程DEM數(shù)據(jù)提取。地形參數(shù)選取以108°29′51″E,21°50′33″N為左下坐標,向東20km,向北18km,總面積360km由圖2可以看出,評價區(qū)地形雖處于海岸丘陵,但高差較小,相對于煉油工程的高排氣筒來講,區(qū)域地形可以定義為簡單平坦地形。3.2.3污染3.2.3.停工方案確定排放氣體來自硫磺回收聯(lián)合裝置的清潔酸性氣與含氨酸性氣,排放源為煉油廠酸性氣火炬。假設(shè)硫磺回收裝置停工原因為硫磺制硫爐緊急搶修2h。所需停工步驟為:(1)制硫爐吹掃4h,含氨酸性氣放火炬;(2)制硫爐降溫悶爐10h,酸性氣全部放火炬;(4)檢修完成制硫爐升溫恢復(fù)生產(chǎn),酸性氣部分放火炬?？梢姳敬渭傧笸９に嵝詺夥呕鹁鏁r間為19h。根據(jù)1萬t·a3.2.3.火炬燃燒尾氣根據(jù)酸性氣火炬設(shè)計功能,酸性火炬中,酸性氣與燃料氣流量比為85∶4,火炬點燃3min后,酸性氣放空氣無需混合燃料氣即可完全燃燒,故可以認為,S全部轉(zhuǎn)化成為SO本次評估建立在酸性氣火炬燃料氣配比充足,酸性氣完全燃燒的前提下,評估對象為SO3.2.4平均排放率和熱釋放率酸性氣配比的燃料氣主要成分為甲烷,排放總重量見表1?；鹁嬖疵縮熱釋放率見表2。3.2.5風速條件下的條件廠區(qū)及周邊地區(qū)春夏季節(jié)風向及風力的統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表3。選取最不利條件,春季風力最大東南風6.0m·s3.2.6模型計算估算最不利氣象條件時1h平均最大地面濃度與出現(xiàn)距離,選取火炬源計算模式。3.3采用scree3模型進行估計3.3.1火炬源參數(shù)的輸入火炬源落地濃度計算需要火炬高度(m)、總熱釋放率(cal·s3.3.2污染物參數(shù)輸入輸入最終排放物SO3.3.3計算酸性氣排放火炬大氣污染物主要為SO(1)SO圖5為SO(2)NO圖6為NO4植物葉片天然氣反滲透膜x-12.2單源估算模式(1)從估算結(jié)果可知,酸性氣火炬長時間燃燒排放,將會對周邊地面空氣環(huán)境造成不同程度的影響。(2)從裝置生產(chǎn)運行管理上來看,加強生產(chǎn)及設(shè)備管理,確保硫磺裝置的穩(wěn)定運行,是減少酸性氣火炬排放的有效措施;但也應(yīng)認識到,單套硫磺裝置的運行風險較高,當煉油廠加工高硫原油時,應(yīng)建立并行的冗余裝置,增加抗波動